Influence of Growth Equipment Vibrations on Convective Processes during Doped Semiconductor Crystals Growth

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In terrestrial experiments under conditions of weak convective currents, the effect of vibrations of growth equipment on the uniformity of semiconductor doped single crystals grown by the method of directional solidification was investigated. Studies are based on theoretical calculations and experimental results on the growth of gallium-doped germanium single crystals, during the crystallization of which convective processes, including those close to microgravity conditions, were simulated at different intensities. Measurement of inhomogeneity of dopant distribution over crystal length was carried out by microthermo-e.m.f. method developed and tested by the authors. (method of operational control), which avoids, among other things, the problem of the influence of the mobility of charge carriers on the measurement results. It is shown that vibrations of growth equipment lead to increased intensity of convective processes and, accordingly, to decrease of homogeneity of dopant distribution along the crystal length. It has been found that in order to obtain highly homogeneous semiconductor crystals, both in terrestrial and microgravity conditions, the crystallization process must be carried out by controlling the thermal field without mechanically moving the samples. The greatest significant influence of vibrations will be observed for microgravity conditions, where the microgravity sensitivity of doped melts to external influences greatly increases.

About the authors

V. N. Vlasov

Shubnikov Institute of Crystallography of Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics”
of Russian Academy of Sciences

Email: enkorob@mail.ru
Russia, 119333, Moscow

V. I. Strelov

Shubnikov Institute of Crystallography of Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics”
of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kmikran@spark-mail.ru
Russia, 119333, Moscow

E. N. Korobeynikova

Shubnikov Institute of Crystallography of Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics”
of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: enkorob@mail.ru
Russia, 119333, Moscow

References

  1. Мюллер Г. Выращивание кристаллов из расплава, М.: Мир, 1991, 143 с.
  2. Мильвидский М.Г., Верезуб Н.А., Картавых А.В., Раков В.В. и др. // Кристаллография. 1997. Т. 42. № 5. С. 913.
  3. Земсков В.С., Раухман М.Р., Шалимов В.П. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2004. № 6. С.33.
  4. Богуславский А.А., Сазонов В.В., Земсков В.С., Соколов С.М. // Космические исследования. 2004. Т.42. № 2. С. 155.https://doi.org/10.1023/B:COSM.0000025978.52989.58
  5. Мильвидский М.Г., Картавых А.В., Раков В.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2001. № 9. С. 17.
  6. Захаров Б.Г., Стрелов В.И., Осипьян Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2009. № 2. С. 3. https://doi.org./10.1134/S1027451009010145
  7. Полежаев В.И., Федюшкин Ф.И. // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1980. № 3. С. 11.
  8. Дубовик К.Г., Никитин С.А., Полежаев В.И. и др. // Гидромеханика и тепломассообмен в невесомости. М.: Наука, 1982. С. 61.
  9. Земсков В.С. // Физика твердого тела. 1978. Т. 21. № 4. С. 979.
  10. Сидоров В.С., Захаров Б.Г., Серебряков Ю.А., Стрелов В.И. // Приборы и техника эксперимента. 1999. № 2. С. 148 .
  11. Стрелов В.И., Захаров Б.Г., Сидоров В.С., Фоломеев В.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2003. № 6. С. 75.
  12. Патент РФ № 145 584. Устройство для измерения распределения удельного сопротивления в полупроводниковых материалах / Власов В.Н., Серебряков Ю.А., Стрелов В.И. // Заявка № 2 014 115 440 от 15.08.2014. Приоритет от 18.04.2014. Бюл. № 26, 20.09.2014.
  13. Власов В.Н., Стрелов В.И., Коробейникова Е.Н. // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 5. С. 114. https://doi.org/10.1134/S0032816219040311
  14. Нашельский А.Я. Производство полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1982. 310 с.
  15. Стрелов В.И., Захаров Б.Г., Сидоров В.С., Безбах И.Ж. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2005. № 10. С. 80.
  16. Стрелов В.И., Куранова И.П., Захаров Б.Г., Волошин А.Э. // Кристаллография. 2014. Т. 59. № 6. С. 863. https://doi.org/10.7868/S0023476114060289
  17. Стрелов В.И., Захаров Б.Г., Артемьев В.К. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2016. № 10. С. 38. https://doi.org/10.1134/S1027451016050426
  18. Стрелов В.И., Захаров Б.Г., Коробейникова Е.Н., Безбах И.Ж. // Известия РАН. Серия физическая. 2018. Т. 82. № 9. С. 1322. https://doi.org/10.1134/S0367676518090235
  19. Картавых А.В. // Кристаллография. 2000. Т. 45. № 6. С.1108.
  20. Мильвидский М.Г., Картавых А.В., Копелиович Э.С., Раков В.В. // Наука в России. 1999. № 1. С. 4.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (48KB)
3.

Download (52KB)
4.

Download (45KB)

Copyright (c) 2023 В.Н. Власов, В.И. Стрелов, Е.Н. Коробейникова

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies